Question

金剛石是常見的原子晶體，若某塊金剛石中有n個碳原子，則其中的共價鍵數(shù)目是

 

；石墨是碳元素構成的另一種單質(zhì)，則石墨和金剛石之間的關系為

 

；已知石墨是一種混合型晶體，具有層狀結構，在層內(nèi)碳原子按如圖所示方式以共價鍵結合成平面網(wǎng)狀結構，在層間以范德華力結合，若一塊石墨晶體的同一層上含有m個碳原子，則其中共價鍵和碳原子數(shù)之比是

 

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Answer 1

分析：在金剛石晶體中，每個碳原子形成四個共價鍵，利用均攤法計算每個碳原子共價鍵個數(shù)，再根據(jù)碳原子個數(shù)計算共價鍵個數(shù)；同種元素的不同單質(zhì)互稱同素異形體；利用均攤法計算每個碳原子含有的共價鍵個數(shù)，石墨中碳原子個數(shù)與共價鍵個數(shù)之比等于每個碳原子與每個碳原子含有的平均共價鍵個數(shù)之比．

解答：解：金剛石晶體中，每個碳原子和四個碳原子形成四個共價鍵，則每個碳原子含有的共價鍵個數(shù)=4×

1

2

=2，則若某塊金剛石中有n個碳原子，則其中的共價鍵數(shù)目是2n；金剛石和石墨是碳元素的不同單質(zhì)，為同素異形體；
石墨中每個碳原子含有共價鍵個數(shù)=3×

1

2

=1.5，石墨中碳原子個數(shù)與共價鍵個數(shù)之比等于每個碳原子與每個碳原子含有的平均共價鍵個數(shù)之比，所以若一塊石墨晶體的同一層上含有m個碳原子，則其中共價鍵和碳原子數(shù)之比=1.5：1=3：2，
故答案為：2n；同素異形體；3：2．

點評：本題考查了共價鍵的計算及同素異形體判斷，明確金剛石、石墨的結構是解本題關鍵，利用均攤法來分析解答，題目難度不大．